CNC-Werkzeugmaschinen integrieren mechanische, elektrische und hydraulische Systeme und zeichnen sich durch hohe Technologie- und Wissensintensität sowie einen hohen Automatisierungsgrad und eine hohe Produktionseffizienz aus. Der weitverbreitete Einsatz von CNC-Maschinen ist für Industrieunternehmen ein effektives Mittel zur Verbesserung der Anlagentechnologie und ein unumgänglicher Entwicklungspfad. Das CNC-System ist das Herzstück der CNC-Maschine; sein zuverlässiger Betrieb beeinflusst direkt den reibungslosen Ablauf der gesamten Anlage. Anders ausgedrückt: Bei einer Störung des CNC-Systems ist die schnelle Diagnose und Behebung des Fehlers zur Wiederherstellung des Normalbetriebs unerlässlich, um die Auslastung der CNC-Maschinen zu optimieren. Die Vielfalt der in China eingesetzten CNC-Systeme ist jedoch äußerst groß und umfasst sowohl inländische Systeme verschiedener Qualitätsstufen als auch Systeme aus aller Welt. Im Unternehmen des Autors werden verschiedene Systeme auf unterschiedlichen CNC-Werkzeugmaschinen eingesetzt, darunter FANUC O-TC- und O-TD-Systeme, Siemens 810-, 820- und 880-Systeme, Mitsubishi-Systeme, Guangzhou CNC usw. Diese Systeme unterscheiden sich in Komplexität, Funktion und Bauart. Bei der Wartung solch komplexer Systeme stellt sich die Frage nach bestimmten Regeln und Methoden der Fehlerdiagnose. Wie lässt sich die Ursache inmitten zahlreicher Fehlerphänomene präzise ermitteln? Basierend auf jahrelanger Forschung und praktischer Erfahrung hat der Autor verschiedene Methoden zusammengefasst und dabei vorwiegend das weit verbreitete FANUC-System als Beispiel herangezogen, um diese Fragestellungen methodisch zu analysieren: 1. Die intuitive Methode nutzt die menschlichen Sinne, um verschiedene äußere Phänomene während (oder nach) eines Fehlers zu beobachten und dessen mögliche Fehlerstelle zu bestimmen. Dies ist der primäre Ansatzpunkt für die Fehlersuche in CNC-Systemen und oft die direkteste und effektivste Methode. Bei vermeintlich einfachen Fehlern kann diese direkte Beobachtung das Problem häufig lösen. Am Fehlerort helfen ungewöhnliche Geräusche, Funken oder helle Lichter während (oder nach) des Fehlers sowie deren Ursprung, die Quelle von Brandgeruch, ungewöhnlicher Erwärmung oder ungewöhnlichen Vibrationen, die Hauptursache des Fehlers zu ermitteln. Untersuchen Sie anschließend den Oberflächenzustand jeder Leiterplatte oder verschiedener elektrischer Steuerungskomponenten (Relais, Thermorelais, Schutzschalter usw.), die möglicherweise defekt sind. Achten Sie dabei auf Bereiche mit Brandspuren, Ruß oder beschädigten Bauteilen oder Leitungen, um den Inspektionsbereich einzugrenzen. Die Überprüfung auf lose, getrennte oder schlecht angeschlossene Kabel ist ebenfalls ein wichtiger Aspekt bei der Fehlersuche in CNC-Systemen. Dies ist eine grundlegende, einfache und gängige Methode. Sie eignet sich sowohl für moderne Systeme mit Fehleranzeigen als auch für ältere Systeme ohne diese. Diese Methode wird am häufigsten zur Behebung von Kurzschlüssen, Unterbrechungen und Überlastungen eingesetzt. Obwohl einfach, erfordert diese Methode erfahrenes Wartungspersonal. Gehen Sie bei der Fehlersuche sorgfältig und gewissenhaft vor und seien Sie geschickt darin, Probleme zu erkennen und zu lösen. Oft ist die kleinste Abweichung der Kern des Problems. 2. Um die Wartungsfreundlichkeit zu verbessern, verfügen moderne CNC-Systeme über zahlreiche Hardware-Alarmanzeigen, wie z. B. LEDs oder Mehrsegmentanzeigen auf der NC-Hauptplatine, den Achsensteuerplatinen, den Netzteilen, den Spindel-Servoantriebsmodulen und den Achsen-Servoantriebseinheiten. Diese Indikatoren, ob ein- oder ausgeschaltet, und ihr Anzeigestatus (z. B. Zahlen, Symbole) geben dem Wartungspersonal Aufschluss über Ort und Art des Fehlers. Wenn bei der Fehlersuche an CNC-Systemen eine Sichtprüfung nicht zielführend ist (d. h. das Problem ist visuell schwer zu erkennen) oder der Bildschirm nicht leuchtet (Fehler im Leistungsmodul), können die genannten Alarmeinrichtungen auf Alarmanzeigen überprüft werden. Anschließend kann die Fehlersuche anhand der Anweisungen im zugehörigen Handbuch durchgeführt werden. Diese Methode ist besonders effektiv für Standard-CNC-Systeme wie FANUC-, Mitsubishi- und Siemens-Systeme, da diese Systeme gut konzipiert sind und zahlreiche Hardware-Alarmeinrichtungen enthalten, die die häufigsten Fehlertypen berücksichtigen. Diese Methode setzt jedoch voraus, dass detaillierte Alarmanweisungen jederzeit verfügbar sind. 3. Nutzung der Software-Alarmfunktion von CNC-Systemen: Moderne CNC-Systeme verfügen über Selbstdiagnosefunktionen. Während des Systembetriebs kann ein Selbstdiagnoseprogramm regelmäßig Schnelldiagnosen durchführen. Sobald ein Fehler erkannt wird, wird er sofort als Alarm auf dem Bildschirm oder durch Aufleuchten einer Alarmanzeige im Bedienfeld angezeigt. Diese Selbstdiagnosefunktion kann Fehler für die Alarmmeldung kategorisieren, z. B.: ① Fehlbedienungsalarme; ② Servosystemalarme; ③ Einstellungsfehleralarme; ④ verschiedene Endschalteralarme usw. Bei der Wartung kann der Alarminhalt zur Lokalisierung der Fehlerursache verwendet werden. Diese Methode setzt jedoch voraus, dass detaillierte Alarmbeschreibungen verfügbar sind. 4. Moderne CNC-Systeme mit Statusanzeige-Diagnosefunktionen können nicht nur Fehlerdiagnoseinformationen anzeigen (wie in Methode 3 beschrieben), sondern auch verschiedene Diagnosestatus in Form von Diagnoseadressen und -daten bereitstellen. Am Beispiel des FANUC-Systems: Dieses System liefert „D“ (Diagnoseparameter), der den Status der E/A-Signale zwischen System und Werkzeugmaschine, zwischen PC und CNC-Gerät oder zwischen PC und Werkzeugmaschine angibt. Mit anderen Worten: Die Statusanzeige auf dem CRT-Bildschirm (üblicherweise dargestellt durch die Binärbytes „0“ und „1“) ermöglicht die Überprüfung, ob das CNC-System Signale an die Werkzeugmaschine sendet oder ob die von verschiedenen Hauptschaltern und Endschaltern an der Werkzeugmaschine ausgelösten Schaltsignale korrekt an das CNC-System übermittelt werden. Kurz gesagt: Durch die Auflistung der oben genannten Statuszustände lässt sich feststellen, ob der Fehler an der Werkzeugmaschine oder am CNC-System liegt. So kann die Fehlerursache präzise lokalisiert und das Problem behoben werden. Dies ist der umfassenden Statusanzeige des Systems zu verdanken, die eine klare Fehlerdiagnose ermöglicht. Diese Methode ist besonders hilfreich bei der Fehlerdiagnose komplexer Mechanismen wie Werkzeugwechslern und zählt zu den grundlegenden Methoden der Fehlerdiagnose. Ihre Anwendung setzt jedoch voraus, dass das System über eine Statusanzeige verfügt. 5. Im Fehlerfall sollten die Parameter des CNC-Systems umgehend überprüft werden. Änderungen der Systemparameter beeinflussen die Leistung der Werkzeugmaschine direkt und können sogar zu Fehlfunktionen führen, wodurch die gesamte Maschine nicht mehr ordnungsgemäß funktioniert. Obwohl die Zuverlässigkeit des CNC-Systems bei Konstruktion und Fertigung berücksichtigt wird, lassen sich nicht alle externen Einflüsse eliminieren, die zu Änderungen einzelner Parameter im Speicher führen können. Auch menschliches Versagen kann Systemparameter verändern. Dem Autor sind Fälle bekannt, in denen Fehlbedienungen einen anormalen Systembetrieb verursacht haben. Besteht das Problem nach Anwendung der oben genannten Methoden zur Fehlerdiagnose weiterhin, können die Systemparameter überprüft werden, um festzustellen, ob Parameteränderungen die Ursache sind. Diese Art von Fehler wird als „weicher“ Fehler bezeichnet. Jede der oben genannten Methoden hat ihre spezifischen Merkmale und Anwendungsbereiche. Bei komplexeren Fehlern ist es notwendig, mehrere Methoden gleichzeitig anzuwenden, um bessere Ergebnisse zu erzielen und die Ursache sowie den genauen Fehlerort zu bestimmen. Referenzen: 1. *Moderne CNC-Werkzeugmaschinen*, herausgegeben von Bi Chengen et al., Machinery Industry Press, 1993.